La formacion de deuterio (solo el nucleo)

Transcripción

1 La formacion de deuterio (solo el nucleo) formacion: p + n > D + ningun lepton involucrado > interaccion fuerte > pasa muy rapido, pero: energia de ligacion solo 2.22 MeV K dos procesos competitivos: 1 formacion de D 2 foto disociacon por fotones > solo cuando la temperatura esta mas baja que K (t ~ 3 min) los fotones no pueden mas disociar el D > pero en este instante, muchos neutrones ya han decaidos y n/p = 1/7

2 pero: empieza la formacion de He3 y He4 temperatura todavia suficientamente alta para superar la barra de Coulomb energia de ligacion de He4: 28 Mev > no puede ser disociado > casi(!!) todo el D se transforma en He4 muy rapidamente se queda un resto con una dependencia fuerte de la densidad de bariones (el parametro ): si esta alto > formacion de He4 es muy efectivo > se queda menos D si esta bajo > menos atomos de D encuentran una pareja para formar He4 > se queda mas D despues se forma Li. Be, Bo

3 las reacciones mas importantes: p + n > d + D + D > He3 + n, H3 + p He3 + D > He4 + p H3 + He4 > Li7 + e7 + n > Li7 + p He3 + He4 > Be7 + no se forman nucleos mas pesados: la unica manera seria capturar neutrones, pero los neutrones libres ya estan decaidos

4 desarollo de abundancias de los elementos ligeros en los primeros minutos

5 dependencia de las abundancia de la densidad barionica He no muy sensitivo D muy sensitivo franja vertical: observacionalmente y teoreticamente permitido: 0.03 m 0.05

6 Supernovas indican m 0.3 > 1) 24% de la masa en el U. existe en una forma no visible (materia oscura) > 2) no se puede ser barionica materia barionica, que es invisible: agujeros negros (estelares, supermasivos, masa intermedia) gas molecular bajo ciertas circunstancias (nubes pequeñas de H_2) el modelo estandard no dice nada > 1. incorrecto? > 2. incompleto (mas probable)

7 Atras del modelo estandard del particulas: hay particulas estables que solo participan en la interaccion debil aparte de neutrinos? Si estas particulas hipoteticas tendrian una masa < 1MeV > relativistas y decoplan como los neutrinos > tienen hoy dia la misma densidad numerica (n =110/cm 3 ) WIMPS 110 m /cm 3 WIMPS m WIMPS g /cm 3 47 ev seguro que m < 2 > no hay WIMPS entre 100 ev y 1 MeV particularmente: no hay neutrinos con estos masas con m = 0.3 > masa del neutrino (electronico) < 15 ev

8 necesitamos particulas que en la epoca de decoplamiento de los neutrinos ya eran no relativistas > masas mas altas > densidad numerica mas baja modelo estandard no conoce este tipo de particulas supersimetria: la particula con masa mas baja: neutralino > 100 GeV Large Hadron Collider?? Si no materia oscura?????

9 Hay materia oscura de toda manera? O es un ''epiciclo'' introducido para obtener consistencia? materia oscura aparece en varios contextos: cosmologia > discrepancia entre bariones y m dinamica de las galaxias y cumulos de galaxias: relativista > lentes gravitacionales no relativista > curvas de rotacion de galaxias espirales > gas y galaxias en cumulos situacion poco satisfatoria: ley de gravitacion incorrecta o incompleta?

10 Modified Newtonian Gravity (MOND) intento de introducir otra perspectiva Milgrom (1983), Milgrom & Bekenstein (1984) asumimos: cualquier distribucion de masa esferica: una masa de prueba m experimenta > una orbita circular tendria la velocidad a= F m = G M r R 2 v 2 c = G M r R receta de Milgrom: reemplaza la aceleracion Newtoniana por a MOND = a New a 0 pero solo, cuando a MOND a 0

11 a_0: constante de naturaleza, dimension cm/s^2 > aceleracion empiricamente: a cm/s 2 2 v c, MOND =a MOND R= a New a 0 R= G M a R 2 0 = G M R a R 2 0 entonces en el ''regimen profundo de MOND'', como galaxias no son infinitamente grandes ( M(R) = cte. para R grande): v c, MOND = G M R a 0 1/ 4 =cte si asumimos M ~ L y en magnitudes (mag ~ 2.5 log L) mag=cte. 4 log v c la relacion ''Tully Fisher''!!

12 La relacion Tully Fisher barionica para galaxias con discos (McGaugh 2005, ApJ 632, 859) solo masa estelar masa estelar + masa gaseosa muy dificil de explicar con Cold Dark Matter

13 ademas: curvas de rotacion constantes como observada en galaxias espirales grandes > explicacion de ''conspiracion'' entre materia luminosa y materia oscura tambien para galaxias enanas:

14 fuerzas de MOND muchas predicciones confirmadas explica toda la fenomenologia de curvas de rotacion explica la relacion Tully Fisher funciona tambien en galaxias elipticas (?) debilidades hasta 2004: ningun fundamento teorico hasta 2004: teoria no relativista (lentes gravitacionales no incluidos) hasta ahora: no explica la dinamica de cumulos de galaxias > materia oscura todavia necesaria

15 Bekenstein 2004 (Phys.Review D70, ): Relativistic gravitation theory for the MOND paradigm TeVeS = TensorVectorScalar gravity TeVeS campo fuerte campo debil relatividad general fenomenologia de MOND lentes gravitacionales